JPH04111417A - 縦型熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、縦型熱処理装置に関する。

（従来の技術） 近年、半導体デバイスの製造工程における熱拡散工程や
成膜工程で使用される熱処理装置として、省スペース化
、省エネルギー化、被処理物である半導体ウェハの大口
径化および自動化への対応が容易であること等の理由か
ら縦型熱処理装置が開発されている。

このような縦型熱処理装置では、石英等からなる円筒状
の反応容器およびこの周囲を囲繞する如く設けられたヒ
ータ、断熱材等から構成された熱処理炉本体がほぼ垂直
に配設されており、多数の半導体ウェハを所定の間隔で
棚積み収容した石英等からなるウェハボートを反応容器
内に、その下方から昇降機構によってローディングする
ように構成されている。また、上記半導体ウェハが搭載
されたウェハボートは、熱処理炉本体の下方に設けられ
たロード・アンロード部において、昇降機構に対して受
け渡されるよう構成されている。

そして、所定温度に保持された反応容器内にウェハボー
トをローディングした後、例えば５ｉＨ２Ｃ１２、ＨＣ
Ｉ、Ｈ２等の反応性ガスや酸化性ガス等を導入すると共
に、反応温度まで昇温することによって、シリコンエピ
タキシャル成長や酸化被膜形成、拡散等の熱処理が行わ
れる。処理が終了した後には、所定の取出し温度、例え
ば８００”Ｃ程度まで反応容器内を降温した後に、ウェ
ハボートを昇降機構の下端位置のロード・アンロード部
まで下降させ、ウェハボートの搬送機構へと受け渡し、
処理が終了する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述したような従来の縦型熱処理装置では、
ロード・アンロード部の側壁や土壁等の内壁が塗装鋼板
等によって構成されていたため、以下に示すような問題
を招いていた。

すなわち、処理後のウェハボートをロード・アンロード
部側に下降させる際には、反応容器内を所定の取出し温
度まで降温した後に行っているものの、処理済の半導体
ウェハはまだ高温状態にあり、特に最近の傾向である　
８インチというような大口径の半導体ウェハの処理を行
う場合には、熱量がさらに増大するため、ロード・アン
ロード部の内壁が高温に晒されてしまう。このため、従
来の縦型熱処理装置では、ロード・アンロード部の内壁
を構成している塗装鋼板表面の塗料が剥がれ落ちる危険
性が高いという難点があった。

このように、塗装鋼板表面の塗料が僅がでも剥がれ落ち
ると、処理後の半導体ウェハ上に落下し、歩留を低下さ
せる原因となってしまう。また、ロード・アンロード部
にクリーンエアーを送風することによって、清浄度を保
持するよう構成した縦型熱処理装置が多いため、より処
理後の半導体ウェハ上に塗料等の不良発生原因が付着す
る危険性が高く、ロード・アンロード部の熱対策を行う
ことが強く望まれていた。

本発明は、このような課題に対処するためになされたも
ので、ロード・アンロード部内壁の熱による劣化を防止
することによって、被処理物の歩留低下を抑制した縦型
熱処理装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、垂直に配設された熱処理炉本体と、
被処理物が搭載された処理用容器を前記熱処理炉本体内
に下方からローディングする機構と、このローディング
機構に対して前記処理用容器の受け渡しを行うロード・
アンロード部とを具備する縦型熱処理装置において、前
記ロード・アンロード部における前記処理用容器の周囲
に、ステンレス部材を配したことを特徴としている。

（作　用） 本発明の縦型熱処理装置においては、ロード・アンロー
ド部における前記処理用容器の周囲に、ステンレス部材
を配しているため、例えば８００℃程度の状態で被処理
物をロード・アンロード部側に移送したとしても、ロー
ド・アンロード部の内壁が熱によって劣化することが防
止できる。これによって、ロード・アンロード部の熱劣
化に起因する被処理物の不良発生の増加を抑制すること
ができる。また、ロード・アンロード部の熱劣化を防止
できることから、ロード・アンロード部における清浄気
体の供給を十分に行うことが可能となり、より一層品質
の向上を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明装置を縦型バッチ式熱処理装置に適用した
実施例について、図面を参照して説明する。

縦型熱処理装置の筐体１内には、第１図および第２図に
示すように、例えば石英によって形成された反応容器２
とその周囲を囲繞する如く配置された加熱ヒータ３およ
び断熱材４等からなる熱処理炉本体５がほぼ垂直に配設
されており、この熱処理炉本体５は、筐体１内部に設け
られたベースプレート６にマニホールド７によって固定
されている。

上記反応容器２下方の開口部２ａは、円盤状のキャップ
部８により密閉されるよう構成されており、このキャッ
プ部８のほぼ中心部に挿通された回転軸９の上端には、
ターンテーブル１ｏが固定されている。そして、このタ
ーンテーブルｌｏ上に設置された保温筒１１の上方に、
多数の半導体ウェハ１２が所定のピッチで積層収容され
た例えば石英からなるウェハボート１３が搭載される。

また回転軸９の下端は、図示を省略した回転機構に連結
されている。

これらウェハボート１３、保温筒１１、ターンテーブル
１０およびキャップ部８は、昇降機構例えばボートエレ
ベータ１４のアーム１５上に配置されており、これらは
ボートエレベータ１４によって反応容器２内に、一体と
なってローディングされるよう構成されている。

一方、上記したベースプレート６の下方、すなわちボー
トエレベータ１４によってウェハボート１３が反応容器
２からアンローディングされた際の配置位置は、図示を
省略したボート搬送機構とボートエレベータ１４間でウ
ェハボート１３の受け渡しが行われるロード・アンロー
ド部１６であり、このロード・アンロード部１６におけ
る筐体１には、ウェハボート１３の出入り口となる開口
１ａが設けられている。

また、上記ロード・アンロード部１６には、第２図に示
すように、その内部雰囲気の清浄度を維持するように、
筐体１の一方の側面１６ａに清浄気体供給ファン１７が
、また対向する他方の側面１０ｂに排出部１８が設置さ
れており、清浄気体供給ファン１７から清浄気体を、ロ
ード・アンロード部１６すなわちボートエレベータ１４
の下端部に位置するウェハボート１３に対して図中矢印
Ａ方向に供給することによって、処理前および処理後の
半導体ウェハ１２の汚染が抑制されている。

そして、上記ロード・アンロード部１６における筐体１
の内壁面、すなわちウェハボート１３のアンローディン
グ路の側面１６ａ、１６ｂ、開口１ａが設けられた前面
１６ｃおよびメンタナンス用に開閉可能とされた後面１
６ｄと、ベースプレート６の下面６ａには、第３図にも
示すように、それぞれステンレス板１９が張り付けられ
ている。

なお、筐体１をステンレス材で構成してもよい。

また、清浄気体供給ファン１７の吹出し口１７ａおよび
排出部１８の排気口１８ａに相当する位置には、通風を
阻害しないように、ステンレス板のパンチングボード２
０が設置されている。これらステンレス板１９．２０に
よって、ロード・アンロード部１６内面の耐熱性の向上
が図られている。

勿論ステンレス板１９．２０に冷却機構を設けてもよい
。また、ステンレス板としては、表面研磨品を使用する
ことにより、ゴミ付着が減少するので望ましい。ただし
、ヘアライン加工は、ヘアラインの溝内にゴミが堆積し
、剥離してくるため好ましくない。

すなわち、ロード・アンロード部１６の内壁面１６ａ、
１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとステンレス板１９．２０の間
に、例えばアルミニウム板のような良熱伝導性部材を介
在させたり、さらに冷却ジャケットを配置することも効
果的である。これらにより、さらにロード・アンロード
部１６の耐熱性の向上が図られる。

このような構成の縦型熱処理装置においては、例えば８
００℃程度の予備加熱状態にある反応容器２内に、多数
の半導体ウェハ１２を収容したウェハボート１３を塔載
したターンテーブル１０をキャップ部８と共に、ボート
エレベータ１４によりローディングし、キャップ部８に
よって反応容器２を密閉する。この後、反応容器２内を
所定の真空度例えば１ＯＴｏｒｒ程度に保持しながら処
理ガス例えばＳｉＨ２Ｃ１２、ＨＣＩ　　　Ｈ２を図示
を省略したガス導入管から供給し、半導体ウェハ１２の
処理、例えばシリコンエピタキシャル成長を行う。

処理を終了した後は、反応容器２内を例えば８００℃程
度の取出し温度まで降温すると共に、水素パージや窒素
パージ等を行って処理ガスを除去し、無害な雰囲気で常
圧状態とした後、ボートエレベータ１４によってウェハ
ボート１３をロード・アンロード部１６まで下降させる
。

この際、ロード・アンロード部１６まで下降された半導
体ウェハ１２は、まだ８００℃程度の高温状態とされて
いるが、ロード・アンロード部１６の内壁面は耐熱性に
優れたステンレス板１９．２０によって覆われているた
め、熱による劣化を起こすことがない。したがって、例
えば８インチというような大口径の半導体ウェハ１２の
処理を行う場合においても、熱劣化による粉塵の発生を
防止することができる。

また、粉塵の発生が防止されていることから、ロード・
アンロード部１６におけるクリーンエアーの供給を十分
に行うことが可能となる。

そして、ウェハボート１３をロード・アンロード部１６
まで下降させた後、ウェハボート１３をボート搬送機構
へと受け渡し、次の処理サイクルの待機状態となる。

このように、上記構成の縦型熱処理装置においては、ロ
ード・アンロード部１６の内壁面１６ａ、１６ｂ、１６
ｃ、１６ｄに耐熱性に優れたステンレス板１９．２０を
張り付けているため、例えば８００℃程度の状態で多数
の半導体ウェハ１２をロード・アンロード部１６側に移
送したとしても、ロード・アンロード部１６の内壁面が
熱によって劣化することが防止できる。したがって、ロ
ード・アンロード部１６の熱劣化に起因する不良発生の
増加を抑制することができる。また、ロード・アンロー
ド部１６の熱劣化を防止できることから、ロード・アン
ロード部１６における清浄気体の供給を十分に行うこと
が可能となり、より一層品質の向上を図ることができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の縦型熱処理装置によれば
、ロード・アンロード部の耐熱性が大幅に向上するため
、処理済または処理前の被処理物上に不純物か落下する
ことが防止でき、処理歩留か向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例の縦型熱処理装
置の構成をそれぞれ示す縦断面図、第３図はその横断面
図である。 １・・・・・・筐体、２・・・・・・反応容器、３・・
・・・・加熱ヒータ、５・・・・・・熱処理炉本体、８
・・・・・・キャップ部、１２・・・・・・半導体ウェ
ハ、１３・・・・・・ウェハボート、１４・・・・・・
ボートエレベータ、１６・・・・・・ロード・アンロー
ド部、１７・・・・・・清浄気体供給ファン、１８・・
・・・・排出部、１９・・・・・・ステンレス板、２０
・・・・・・ステンレスによるパンチングボード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 垂直に配設された熱処理炉本体と、被処理物が搭載され
   た処理用容器を前記熱処理炉本体内に下方からローディ
   ングする機構と、このローディング機構に対して前記処
   理用容器の受け渡しを行うロード・アンロード部とを具
   備する縦型熱処理装置において、 前記ロード・アンロード部における前記処理用容器の周
   囲に、ステンレス部材を配したことを特徴とする縦型熱
   処理装置。